CN112904812B - 一种电网装置智能化的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电网装置智能化生产系统,包括作业区、生产线控制系统、运输车、工业机械臂、自动化传输线、装置软件下载及测试设备和生产线周转容器;所述作业区包括原材料准备区、上下料区、生产区和成品暂存区;所述生产线控制系统与制造执行系统信息交互,并控制生产线;所述运输车完成装置空机箱和板件容器的输送;所述工业机械手臂完成器件上下传输线的搬运;所述自动化传输线包含备料线、上料线、内环线和外环线;所述装置软件下载及测试设备包括绝缘耐压测试设备、程序下载设备和功能测试设备。本发明还公开一种电网装置智能化生产方法。本发明形成工序连续流生产和监测,实现电网装置生产过程全自动化,提高了生产效率和提升产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能化生产系统及生产方法,尤其涉及一种电网装置智能化生产系统及生产方法。
背景技术
保护测控类装置对智能电网运行状态的稳定性和安全性有着举足轻重的意义,是实现能源安全稳定供给和国民经济持续健康发展的基础。保护测控装置生产工序主要包含机箱装配、装置组配、程序下载、装置调试等工序,依据生产周计划,结合工程紧急程度和工程板件齐套情况,进行孤岛式装置组配、调试。
随着全球能源互联技术发展,保护测控装置订单个性化定制需求越来越明显,对装置生产的柔性要求越来越高。当前孤岛作业模式对应于一单一生产的现状,导致生产效率不高,车间布局混乱,生产过程不透明,生产质量受影响等问题。
随着中国智能制造及工业4.0技术的推广应用,建立保护测控类智能电网装置智能化生产方式,将大大提高装置产品生产效率和产品品质。
发明内容
发明目的:本发明旨在解决现有技术的上述不足,提供一种电网装置智能化生产系统及生产方法,解决生产效率低,车间布局混乱,生产过程不透明,生产质量受影响的问题。
技术方案:本发明所述的电网装置智能化生产系统,包括作业区、生产线控制系统、运输车、工业机械臂、自动化传输线、装置软件下载及测试设备、生产线周转容器;
所述作业区包括原材料准备区、上下料区、生产区、成品暂存区,作业区设置工位;所述生产线控制系统用于与制造执行系统信息交互,并控制生产线,包括计算机、服务器、工位信息展示一体机、PLC控制器、网络通信设备和中控软件系统;所述运输车完成装置空机箱和板件容器从原材料准备区到上下料区的输送;所述工业机械手臂完成空机箱、板件容器和成品上下传输线的周转搬运;所述自动化传输线包含备料线、上料线、内环线和外环线;所述装置软件下载及测试设备包括绝缘耐压测试设备、程序下载设备、功能测试设备;所述生产线周转容器包括板件容器、周转托盘、周转车。
所述生产线控制系统获取制造执行系统的订单、物料、工艺途程信息,记录生产过程与结果、生产设备状态等数据,并更新到制造执行系统;生产线控制系统与装置软件下载及测试设备信息交互,实现测试过程自动化,并从测试设备中获取测试结果信息。
所述运输车为激光自主导航车,安装自动驳接机构并配置托盘检测传感器。
所述工业机械臂采用断电后保持夹持力的电动型夹爪六轴工业机器人;工业机械臂搬运装置空机箱时自动靠近扫码枪固定位置并识别装置型号;工业机械臂搬运板件容器时自动靠近视觉识别装置并识别板件容器内板件型号。
所述备料线设置在备料区,用于输送装置空机箱与板件原材料;所述上料线设置在上下料区,用于输送装置空机箱与板件容器上料和板料容器与周转托盘回收;所述内环线设置于生产区内周,用于输送板件容器;所述外环线设置于生产区外周,用于空机箱上料与输送、装置组配与测试、成品输送与下料。
所述工位包括2个原材料备料工位、1个装置组配工位、1个绝缘耐压自动测试工位、2个程序自动下载工位、3个功能自动测试工位。
包括设置在上料线上料点侧边的视觉识别装置和设置在外环线上测试设备侧边的视觉识别装置,分别识别板件容器内板件型号是否正确和待测成品的组配是否正确。
所述装置软件下载及功能测试设备完成待测装置上下料,测试通过夹具实现接口连接,测试结果记录并写入转载托盘RFID芯片中,测试完毕周转托盘自动流转至下一工序。
本发明所述的电网装置智能化生产系统的生产方法,包括以下步骤:
(1)生产控制系统获取当前生产信息;
(2)人工根据计划备料信息将装置空机箱和板件放入周转容器,由备料线送至线边接驳站;
(3)运输车根据系统指令运行至线边接驳站,驳接装置空机箱和载有板件的板件容器,输送至上料输送线接驳站点,并由输送线送至上料线上料点;
(4)工业机械臂根据指令搬运装置空机箱至扫码枪处识别条码,然后将装置空机箱放置在外环线的上料点对应空托盘上;视觉识别装置识别板件后,工业机械臂将板件容器搬运至板件内环线的上料点对应空托盘上;
(5)空机箱与载有板件的板件容器分别由外环线、内环线输送至装置组配工位完成两者组配,并绑定装置条码与板件条码,扫码枪采集绑定信息上传至生产控制系统,并由生产控制系统实时传给制造执行系统;已取完板件的空板件容器,由内环线输送至上下料点,由工业机械臂搬运至板件容器周转托盘上;
(6)组配后的装置被传输线送至绝缘耐压测试设备侧边的视觉识别装置下方完成装置组配状态检测,组配状态正确将送至各测试设备;测试结果为PASS的装置随输送线依次进入绝缘耐压测试设备、程序自动下载设备、功能测试设备完成相应的测试操作,并将结果反馈给生产控制系统,同步给制造执行系统;测试结果NG的装置由外环线传送至上下料区,由工业机械臂搬运下线放置于NG周转车;
(7)装置完成功能测试后,由外环线输送至上下料区;工业机械臂根据系统指令将装置搬运至成品周转车或NG周转车上;
(8)成品周转车放满装置后,人工将成品周转车推至成品暂存区。
有益效果:与现有技术相比,本发明的显著优点为:(1)形成从装置组配、程序下载、功能测试等工序连续流生产,提高了生产效率。(2)生产控制系统对生产全过程信息进行记录,生产设备、订单、质量等数据实时同步,生产线和自动测试具有一致性,防止人工错装、漏测、误判,减少后期纠错成本,提升产品质量。(3)实现了全自动化测试,而且采用可快速更换测试针盘的模块化设计,可兼容多种不同类型的产品测试,适应多品种个性化订单生产。
附图说明
图1为本发明生产系统的结构图的俯视图;
图2为本发明生产系统的结构图的正视图;
图3为本发明生产方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示,本发明所述的电网装置智能化生产系统,包括合理规划工作区,配置运输车、工业机械臂、自动化传输线、装置软件下载及测试设备、生产线周转容器等关键硬件设备,以生产线控制系统为调度中心,保障装置智能化连续生产。
工作区包括原材料准备区1、上下料区2、装置组配测试生产区3、成品暂存区4;合理布局产线工位数量,包含:2个原材料备料工位25、1个装置组配工位6、1个绝缘耐压自动测试工位7、2个程序自动下载工位8、3个功能自动测试工位9。
生产线控制系统包含计算机、服务器、各工位信息展示一体机、PLC控制器、其它网络通信设备等硬件,以及用于接收制造执行系统订单及物料信息的中控软件系统,生产控制系统通过发送指令给生产线设备进行智能化自动生产。生产线控制系统通过与制造执行系统的信息交互,自动获取制造执行系统中的订单、物料、工艺途程等信息,记录生产过程与结果、生产设备状态等数据,并更新到制造执行系统。同时,生产线控制系统与装置软件下载及测试设备实现信息交互,实现测试过程自动化,并从测试设备中获取测试结果信息。
运输车10采用激光自主导航车,顶部安装自动驳接机构,机构采用内置动力滚筒。运输车自动接收生产控制系统发送的指令,在备料线12的接驳站点23、上料线13的接驳站点5之间,自动完成装置空机箱及板件容器从原材料准备区到上下料区的输送。
装置空机箱与板件容器采用六轴工业机械臂11上料,末端安装电动型夹爪部件,夹爪断电后亦可保持夹持力,负责搬运装置空机箱、板件容器、装置成品等。在搬运装置空机箱时,自动靠近扫码枪固定位置17,自动扫码识别装置型号,并搬运至外环线15对应的上料点20对应空托盘;在搬运板件容器时,由视觉识别装置18自动识别板件容器内板件型号,确保板件正确无误,并搬运至内环线14对应的上料点21对应空托盘;完成测试的装置成品通过外环线输送至上下料点,由机械臂抓取放入成品周转车16或NG周转车22。
自动化传输线合理布局,负责生产线托盘的传输转运,其中备料线12用于装置空机箱及板件原材料备料输送;上料线13用于装置空机箱与板件容器上料、板料容器与周转托盘回收输送;内环线14用于板件容器输送线;外环线15用于空机箱上料输送、装置组配、测试及成品输送及下料;内外环线合理嵌套,完成装置组配测试,并与上料线及成品周转车16合理环绕工业机械臂11,高效完成原材料上料及成品下料。
空机箱与板件原材料分别由外环线15和内环线14输送至人工组配工位,由人工完成组装,并扫码绑定空机箱与板件条码信息;在装置组配工序完成后,待测成品装置被输送至安装视觉识别装置19的支架位置下方,视觉识别装置19内视频摄像头对板件组配结果进行自动识别,检测组配是否正确。
装置软件下载及功能测试设备依次布置在外环线15两侧,测试设备数量按照测试工序时长,结合生产节拍配置。设备配置可快速更换的模块化测试针盘,兼容不同产品。各设备可自动完成待测装置自动上下料,测试过程通过夹具实现接口自动连接,测试过程无人化操作,测试结果自动记录并写入转载托盘RFID芯片中,同时上传至生产线控制系统,并同步写入制造执行系统。
如图3流程图所示,本发明所述的电网装置智能化生产系统的生产方法,包含以下步骤:
(1)生产控制系统获取当前生产订单、物料、工艺途程、程序下载软件版本信息。
(2)原材料准备区1显示备料信息,根据备料信息在原材料备料工位25将装置空机箱和板件放入物料周转托盘,由输送线送至线边接驳站点23等待运输车10驳接转运。
(3)生产控制系统发送指令给运输车10,运输车10运行至原材料准备区1,驳接装置空机箱和载有板件的板件容器,输送至装置空机箱及板件容器上料输送线接驳站点5,并由输送线送至上料线上料点24,等待工业机械臂11进行搬运。
(4)生产控制系统发送指令给工业机械臂11,工业机械臂11搬运空机箱至扫码枪17处进行条码识别,然后放置在外环线15的上料点20对应空托盘上。板件容器到位后,视觉识别装置18识别板件放置位置顺序正确无误后,由工业机械臂11将板件托盘搬运至内环线14的上料点21对应空托盘上。
(5)空机箱与载有板件的板件容器随各自的输送线输送至装置组配工位6,由人工将板件放置空机箱对应的槽位中,并安装固定。组配过程中将装置条码与板件条码进行绑定,绑定信息通过扫码枪采集,上传至生产控制系统,并由生产控制系统实时传给制造执行系统。
(6)组配完成后的装置随传输线输送至绝缘耐压测试设备7处,测试前有视觉识别装置19对组配板件进行图像识别,确保组配正确。判断无误后,在测试设备中完成装置检测,检测结果为PASS、NG,即合格、不合格,由测试系统软件实时发送给生产控制系统。生产控制系统将测试结果写入装置托盘上的RFID标签,确定该装置是否继续执行后续工序,并实时同步给制造执行系统。测试结果PASS的装置随输送线依次进入绝缘耐压测试设备7、程序自动下载设备8、功能测试设备9完成相应的操作,并将结果反馈给生产控制系统,并实时同步给制造执行系统;测试结果NG的直接传送至上下料区,等待工业机械臂搬运下线,放置于NG周转车22上。
(7)装置完成功能测试后,随外环线15输送至上下料区。生产控制系统发送指令给工业机械臂11,根据装置托盘上RFID标签中的测试结果信息将装置搬运至成品周转车16或NG周转车22。
(8)待成品周转车16放满装置后,将成品周转车推至成品暂存区4。
Claims (8)
1.一种电网装置智能化的生产方法,生产系统包括作业区、生产线控制系统、运输车、工业机械臂、自动化传输线、装置软件下载及测试设备、生产线周转容器;所述作业区包括原材料准备区、上下料区、生产区、成品暂存区,作业区设置工位;所述生产线控制系统用于与制造执行系统信息交互,并控制生产线,包括计算机、服务器、工位信息展示一体机、PLC控制器、网络通信设备和中控软件系统;所述运输车完成装置空机箱和板件容器从原材料准备区到上下料区的输送;所述工业机械臂完成空机箱、板件容器和成品上下传输线的周转搬运;所述自动化传输线包含备料线、上料线、内环线和外环线;所述装置软件下载及测试设备包括绝缘耐压测试设备、程序下载设备、功能测试设备;所述生产线周转容器包括板件容器、周转托盘、周转车;
其特征在于:包括以下步骤:
(1)生产控制系统获取当前生产信息;
(2)人工根据计划备料信息将装置空机箱和板件放入周转容器,由备料线送至线边接驳站;
(3)运输车根据生产控制系统指令运行至线边接驳站,驳接装置空机箱和载有板件的板件容器,输送至上料输送线接驳站点,并由输送线送至上料线上料点;
(4)工业机械臂根据生产控制系统指令搬运装置空机箱至扫码枪处识别条码,然后将装置空机箱放置在外环线的上料点对应空托盘上;视觉识别装置识别板件后,工业机械臂将板件容器搬运至板件内环线的上料点对应空托盘上;
(5)空机箱与载有板件的板件容器分别由外环线、内环线输送至装置组配工位完成两者组配,并绑定装置条码与板件条码,扫码枪采集绑定信息上传至生产控制系统,并由生产控制系统传给制造执行系统;已取完板件的空板件容器,由内环线输送至上下料点,由工业机械臂搬运至板件容器周转托盘上;
(6)组配后的装置被传输线送至绝缘耐压测试设备侧边的视觉识别装置下方完成装置组配状态检测,组配状态正确将被送至各测试设备;测试结果为PASS的装置随输送线依次进入绝缘耐压测试设备、程序自动下载设备、功能测试设备完成相应的测试操作,并将结果反馈给生产控制系统,同步给制造执行系统;测试结果NG的装置由外环线传送至上下料区,由工业机械臂搬运下线放置于NG周转车;
(7)装置完成功能测试后,由外环线输送至上下料区;工业机械臂根据生产控制系统指令将装置搬运至成品周转车或NG周转车上;
(8)成品周转车放满装置后,人工将成品周转车推至成品暂存区。
2.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:所述生产线控制系统获取制造执行系统的信息,记录生产过程与结果、生产设备状态等数据,并实时更新到制造执行系统;生产线控制系统与装置软件下载及测试设备信息交互实现测试过程自动化,并从测试设备获取测试结果信息。
3.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:所述运输车为激光自主导航车,安装自动驳接机构并配置周转托盘检测传感器。
4.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:所述工业机械臂采用断电后保持夹持力的电动型夹爪六轴工业机器人;工业机械臂搬运装置空机箱时自动靠近扫码枪固定位置并识别装置型号;工业机械臂搬运板件容器时自动靠近视觉识别装置并识别板件容器内板件型号。
5.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:所述备料线设置在备料区,用于输送装置空机箱与板件原材料;所述上料线设置在上下料区,用于输送装置空机箱与板件容器上料、以及板料容器与周转托盘回收;所述内环线设置于生产区内周,用于输送板件容器;所述外环线设置于生产区外周,用于空机箱上料与输送、装置组配与测试、成品输送与下料。
6.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:所述工位包括2个原材料备料工位、1个装置组配工位、1个绝缘耐压自动测试工位、2个程序自动下载工位、3个功能自动测试工位。
7.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:包括设置在上料线上料点侧边的视觉识别装置和设置在外环线上测试设备侧边的视觉识别装置,分别识别板件容器内板件型号是否正确和待测成品的组配是否正确。
8.如权利要求1所述的电网装置智能化的生产方法,其特征在于:所述装置软件下载及功能测试设备包括可更换的模块化测试针盘,自动完成待测装置上下料,测试通过夹具实现接口连接,测试结果记录并写入周转托盘芯片中,测试完毕周转托盘自动流转至下一工序。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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